D.第四节——活塞连杆组.ppt

活塞连杆组的结构 活塞组：活塞、活塞环（气环、油环）、活塞销、卡环等。 连杆组：连杆、连杆盖、连杆轴瓦、连杆螺钉等。 活塞 1、作用 1）承受力、传力给活塞销。 2） 组成燃烧室。 2、 工作条件（非常恶劣） 三高：高温（热膨胀）、高压（变形）、高速（惯性力） 两难：冷却困难、润滑困难 一腐蚀：受到酸性物质的腐蚀 要求 （1）要有足够的耐热性，导热性好，有充分的散热能力，热膨胀系数要小，减小受热时的变形； （2）有足够的强度和刚度； （3）活塞的质量尽量小，以减小惯性力。活塞与气缸壁间应有较小的摩擦系数，即耐磨性好，防止在运动中大量磨损。 材料 常用：铸铝合金（高硅铝合金、铝铜合金） 强化发动机：高级铸铁、耐热钢（主要为了提高其强度） 新型：金属陶瓷【有组合式的（陶瓷用于活塞顶部），也有整体式的】 总之，对于转速较高的发动机来说，活塞材料多选择质量较轻的铝合金；而对于低速机，现在多用灰铸铁。 4、加工制造方法 1）铸造 2）锻造 3）液态模锻 5、结构 1）顶部： 汽油机：二冲程机多用凸顶活塞，其它汽油机多用平顶。 柴油机：有平顶、凹顶、ω形、碗形、盆型、花瓣形等。 活塞的基本结构 活塞顶部 活塞顶部承受气体压力，它是燃烧室的组成部分，其形状、位置、大小都和燃烧室的具体形式有关，都是为满足可燃混合气形成和燃烧的要求，其顶部形状可分为四大类，平顶活塞、凸顶活塞、凹顶活塞和成型顶活塞。 活塞顶部的形状应综合考虑其吸热面积、制造、加工工艺。活塞顶部的加工应力求光洁，在有的发动机上，为了减轻活塞顶部的热负荷，在活塞顶部喷镀陶瓷。镀层厚0.2—0.3mm，能起到耐高温、防腐蚀、减少吸热的作用。 活塞头部 头部作用：密封、传热、传力 活塞头部指第一道活塞环槽到活塞销孔以上部分。它有数道环槽，用以安装活塞环，起密封作用，又称为防漏部。柴油机压缩比高，一般有四道环槽，上部三道安装气环，下部安装油环。汽油机一般有三道环槽，其中有两道气环槽和一道油环槽，在油环槽底面上钻有许多径向小孔，使被油环从气缸壁上刮下的机油经过这些小孔流回油底壳。第一道环槽工作条件最恶劣，一般应离顶部较远些。 活塞顶部吸收的热量主要也是经过头部通过活塞环传给气缸壁，再由冷却水传出去。总之，活塞头部的作用除了用来安装活塞环外，还有密封作用和传热作用，与活塞环一起密封气缸，防止可燃混合气漏到曲轴箱内，同时还将(70～80)%的热量通过活塞环传给气缸壁。 活塞裙部 活塞裙部指从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，它包括装活塞销的销座孔。活塞裙部对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力。裙部的长短取决于侧压力的大小和活塞直径。所谓侧压力是指在压缩行程和作功行程中，作用在活塞顶部的气体压力的水平分力使活塞压向气缸壁。压缩行程和作功行程气体的侧压力方向正好相反，由于燃烧压力大大高于压缩压力，所以，作功行程中的侧压力也大大高于压缩行程中的侧压力。活塞裙部承受侧压力的两个侧面称为推力面，它们处于与活塞销轴线相垂直的方向上。 活塞裙部的分类 （1） 全裙式：裙部为一薄壁圆筒。 （2） 半拖板式：将非承压面的裙部去掉一部分，以减少质量和防碰曲轴平衡重。 （3） 拖板式：将非承压面的裙部全部去掉。  活塞的变形及采取的相应措施 在活塞横断面内的变形 A）沿活塞销的方向，金属量较多,所以在其受热膨胀后，此处的膨胀量就最大。 B）在受到气缸内气体燃烧后产生的气压力的作用后，使活塞顶部在销座跨度内发生弯曲变形。 C）气缸壁对活塞的侧压力作用，引起活塞变形也沿活塞销的轴线方向。 在活塞纵断面内的变形 （1） 活塞的热膨胀量大于气 缸的膨胀量，使配缸间隙变小。 因活塞温度高于气缸壁，且铝 合金的膨胀系数大于铸铁；（2） 活塞自上而下膨胀量 由大而小。因温度上高下低， 壁厚上厚下薄；（3） 裙部周向近似椭圆形 变化，长轴沿销座孔轴线方向。 因销座处金属量多而膨胀量大， 以及侧压力作用的结果。 结构措施 活塞纵断面制成上小下大的截锥形。 活塞横断面制成椭圆形，长轴 垂直于销座孔轴线方向，即侧 压力方向 销座处凹陷0.5mm～1.0mm。 裙部开绝热—膨胀槽（“T”形或形槽），其中横槽叫绝槽，竖槽叫膨胀槽。 采用双金属活塞：即在活塞裙部或销座内嵌铸入钢片，以减少裙部的膨胀量。1） 恒范钢片式：活塞销座通过恒范钢片与裙部相连，而恒范钢片 （含镍33%～36%）的 膨胀系数仅为铝合金的 十分之一。这样，使裙 部膨胀量大为减少。 自动调节式（汽油机）：膨胀系数小的低碳钢片贴在销座铝层的内侧，依靠钢片的牵制作用，及钢片与铝壳之间的双金属效应来减小裙部侧压力方向的膨胀量。 筒形钢片式（柴油机）：